矿井瞬变电磁法

摘要： 巷道掘进迎头前方含水异常超前探测预警一直是矿井防治水工作中的重要环节。文章介绍了利用多匝、小重叠中心回线装置探测迎头前方异常体的技术方法,并基于ParaView三维可视化程序处理超前探测数据,经坐标转换,对三维散点数据合理插值后栅格化,利用定量技术快速构建三维数据体,选择合适的模式进行三维成像,并使用过滤器进行异常区块提取或屏蔽,最终实现数据可视化分析。瞬变电磁超前探测三维可视化有利于对异常体的精确定位和展示,更有利于指导矿方对巷道迎头前方的含水体进行提前疏放。

摘要： 矿井水害事故是煤矿“五害”之一,而在煤矿掘进工作面中的突水事故是典型的矿井水害事故,因此坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的煤矿防治水原则,其中“先探后掘”中的探即煤矿掘进工作面施工过程中在迎头利用直接或间接的方法向前一定范围内进行超前探测,能够清楚掌握煤矿掘进工作面迎头前方围岩的富水情况及隐伏构造情况,可以有效避免矿井水害事故发生,为煤矿安全生产提供有效依据。通过实践证明,当前对掘进工作面迎头探测主要采用钻探和物探两种方法,虽然钻探法能直观、准确地反映出所探查区域的地质体信息,但其探测范围有限、费时费力效率低、施工成本高,且具有一定的盲目性和危险性,因此为满足工程进度的要求,大多采用物探方法进行超前探测,而最有效的技术手段就是矿井瞬变电磁法,这种方法对低阻体反应敏感,指向性强不受高阻层屏蔽,体积效应小,超前探测距离较大,施工方便快捷,效率高等优点。

摘要： 封闭不良钻孔不同程度地连通含水层,形成隐蔽性较强的导水通道,对巷道掘进和工作面回采构成水害威胁。基于全空间瞬变电磁理论,构建掘进工作面前方封闭不良钻孔三维地质−地球物理模型,模拟研究封闭不良钻孔影响区模型的全空间瞬变电磁场响应特征,进而探讨矿井瞬变电磁法用于封闭不良钻孔超前探测的有效性。数值模拟结果表明,封闭不良钻孔附近含水体在感应电动势多测道图上表现为幅值增强,异常特征明显。结合宁夏双马煤矿I0104_(1)08工作面运输巷掘进工作面前方封闭不良钻孔超前探测工程开展应用研究,探测结果显示,在钻孔位置的煤层顶板出现局部低阻,表明该钻孔具有一定的导水性,引起顶板局部相对富水性增强。研究结果表明,封闭不良钻孔导致的局部富水性增强可以引起典型且易于识别的瞬变电磁场响应。采用矿井瞬变电磁法进行超前探测,并结合精细化处理解释可以有效查明钻孔附近岩层的相对富水特征,进而对封闭不良钻孔的导水性进行评价,为封闭不良钻孔的治理提供依据,保障矿井安全生产。

摘要： 矿井瞬变电磁法由于受到全空间效应的影响,无法实现井下的定向探测,目前尚无从根本上解决该问题的方法。对采集信号进行单向屏蔽有望从根本上突破矿井瞬变电磁法定向探测的难题。通过理论计算、仿真模拟对不同材料和不同结构单向屏蔽装置的电磁场响应特征进行定量分析,确定单向屏蔽装置材料及结构设计参数,并通过物理实验验证屏蔽装置的单向电磁屏蔽效果。研究表明:通过仿真模拟得到锥形结构的坡莫合金屏蔽罩相对其他结构屏蔽装置有更好的单向屏蔽效果,能够在有效压制非探测方向干扰信号的同时,突出探测方向的有效信号;在锥形屏蔽罩高度不变的情况下,锥形屏蔽罩顶角越大,单向屏蔽效果越好。此外,仿真模拟得到的屏蔽方案经物理实验证实具有明显的单向屏蔽效果。

摘要： 矿井瞬变电磁法探测以异常体与围岩的电性差异为基础进行异常区探测.文章通过改变采空区规模、含水量、位置和形状等参数构建不同数值模型,采用有限元数值模拟方法分析不同采空区模型的反映特征.模拟结果显示:采空区与围岩电性差异越大,采空区感应特征越明显;采空区规模越大、含水量越多、距离探测位置越近,形状呈"块状"与探测线圈法线越接近时,采空区二次场感应特征越明显,即越容易将其从围岩中区分出来.

摘要： 资源整合矿井因开采时间较长,废弃老窑及采空区多,存在老窑采空区资料不祥、采空区边界不清、积水情况不明等问题,严重威胁整合矿井采掘安全.贵州水城某资源整合矿井1202工作面,在其回风巷左侧位置存在采空区.为查明采空区的边界位置及富水性,采用瞬变电磁法在迎头左侧沿上倾30°平面及垂直平面分别设计了7个、9个不同探测角度.对比分析上倾30°平面和垂直方向视电阻率剖面图,两个方向探测的低阻异常位置非常吻合,据此推断拟采掘设计巷道约63m处为老窑采空区边界,且采空区富含水.

摘要： 介绍了瞬变电磁超前探测技术和直流电法勘探的基本原理和方法,并通过探测整合矿井旧巷道的实例来说明该方法的有效性与实用性。

摘要： 介绍了瞬变电磁超前探测技术和直流电法勘探的基本原理和方法,并通过探测整合矿井旧巷道的实例来说明该方法的有效性与实用性.

摘要： 为减少煤矿掘进工作面迎头水害事故发生,基于矿井瞬变电磁法基本原理,以某煤矿工程实例,应用矿井瞬变电磁法对该煤矿平巷掘进工作面进行超前探测,通过工程设计、数据采集、数据整理、软件处理及反演成图过程,解释推断巷道掘进工作面迎头前方50 m～60 m附近区域有一积水区.通过钻探验证,证实探测结果与钻孔验证情况基本吻合,表明矿井瞬变电磁法能够作为寻找煤矿掘进工作面迎头积水区的有效方法,具有十分重要的工程应用价值.

摘要： 基于瞬变电磁法的基本理论以及矿井采空区的地球物理特征,并结合矿井瞬变电磁法的技术特点,采用小线框重叠回线装置探查矿井采空积水区.结果表明:用此装置得出的视电阻率断面图横向分辨率较高,但纵向分辨率不高;采空积水区距离巷道越近,在视电阻率断面图上低阻响应越早,采空积水区体积越大,低阻异常范围越大,电阻率值越低.

摘要： 华北地区含煤地层几乎都受奥灰强含水层影响,煤层开采底板突水事故时有发生.目前探查底板赋水体的方法主要有矿井瞬变电磁法、矿井直流电法和音频电透视法,而矿井瞬变电磁法以其探测距离大、施工快捷、横向分辨率高和对含水体反映灵敏等优点,在对工作面底板隐伏含水体等低阻异常体探测中取得了很好的应用效果.rn 矿井瞬变电磁法利用不接地回线向地下发射一次电磁场,在一次场间歇期间,接收测量地下介质产生的二次场随时间发生变化特征,从测量的异常结果分析出地下不均匀体的位置和导电性,从而达到解决地质问题的一种方法.rn 综放工作面煤层开采以后，由于在地下形成采空空间，造成岩层的变形、移动、破坏。底板断裂带形成的导水裂隙属典型的采矿扰动类导水通道，当底板裂隙沟通工作面或巷道上覆含水层(体)时，矿井突水则不可避免。此外，当工作面内断裂构造发育时，在煤层没有开采前，一般不会将顶板水导入工作面。在煤层开采后，由于采动断裂带形成，致使工作面内一些张性断裂构造活化，其断裂带发育高度会明显向下延伸，甚至破坏底板隔水层，导通与煤层底板的充水层，将其中的水直接溃入矿井。

摘要： 根据合成孔径雷达中合成孔径的思想,提出了矿井瞬变电磁波场变换数据合成孔径成像方法,将矿井瞬变电磁法的测点数据作为孔径数据进行相关叠加,以突出弱异常而提高分辨率,并结合实际应用验证,取得了较好的效果.rn 通过对比分析合成孔径前后波形图可知，合成之后的波形图在相关性较好的测点方向较合成之前的信号得到了加强;而在相关性相对较差的方向合成孔径前曲线跳动较为平缓，而合成孔径后，原有跳动进一步减小，曲线跳动得到削弱。rn 研究表明矿井瞬变电磁波场变换与合成孔径成像方法能够提取出瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息，解决矿井瞬变电磁法在几何效应探测方面的不足，突出弱异常进而提高分辨率及勘探精度，实现矿井瞬变电磁低阻异常电性界面的精细探测。

摘要： 超前查明巷道迎头前方隐伏赋水构造,对于煤矿巷道的安全掘进有着非常重要的意义.本文采用多匝重叠小回线装置和扇形扫描探测技术,在井下巷道迎头位置进行了超前探测,综合矿井水文地质资料分析,圈定出巷道迎头前方岩层中的低阻异常区.经过后期钻孔验证,探测结果与实际地质情况基本吻合.结果表明,矿井瞬变电磁法探测巷道迎头前方隐伏赋水构造行之有效.

摘要： 矿井瞬变电磁法是上个世纪末发展起来的一种新的井下物理探测技术,具有施工方便快捷、体积效应小、分辨率高、探测距离大、对含水低阻体反映灵敏等优点,在对巷道掘进前方陷落柱、水文钻孔、含水采空区等的超前探测中取得了良好的应用效果.山东某矿巷道掘进过程中,采用矿井瞬变电磁法进行超前探测,超前探测结果解释一走向导水断层,实际情况证明了该结果的正确性.本次探测结果说明，在扇形扫描瞬变电磁超前探测视电阻率等值线图上，走向导含水构造断层会导致左右两侧低阻区近乎对称分布，而迎头正前方呈现高阻异常反映的响应特征。

摘要： 为解决矿井瞬变电磁超前探测对异常体规模、位置解释精度低的问题,采用全波形反演法对波场反变换得到的虚拟波场数据进行速度分析,提出了瞬变电磁虚拟波场反演成像方法.针对掘进工作面前方的隐伏水害,分别采用三维数值模型、物理模拟和工程实例对方法进行了实用性和有效性验证.研究结果表明:该方法不仅对异常幅值大于30％的含水断层模型的两层电性界面反应明显,对异常幅值小于5％的充水巷道模型也具有相同精度的效果;此外,该方法可将矿井瞬变电磁超前探测的浅部盲区范围降至0,能准确定位低阻异常体实际位置.

摘要： 为解决矿井瞬变电磁超前探测对异常体规模、位置解释精度低的问题,采用全波形反演法对波场反变换得到的虚拟波场数据进行速度分析,提出了瞬变电磁虚拟波场反演成像方法.针对掘进工作面前方的隐伏水害,分别采用三维数值模型、物理模拟和工程实例对方法进行了实用性和有效性验证.研究结果表明:该方法不仅对异常幅值大于30％的含水断层模型的两层电性界面反应明显,对异常幅值小于5％的充水巷道模型也具有相同精度的效果;此外,该方法可将矿井瞬变电磁超前探测的浅部盲区范围降至0,能准确定位低阻异常体实际位置.

摘要： 为解决矿井瞬变电磁超前探测对异常体规模、位置解释精度低的问题,采用全波形反演法对波场反变换得到的虚拟波场数据进行速度分析,提出了瞬变电磁虚拟波场反演成像方法.针对掘进工作面前方的隐伏水害,分别采用三维数值模型、物理模拟和工程实例对方法进行了实用性和有效性验证.研究结果表明:该方法不仅对异常幅值大于30％的含水断层模型的两层电性界面反应明显,对异常幅值小于5％的充水巷道模型也具有相同精度的效果;此外,该方法可将矿井瞬变电磁超前探测的浅部盲区范围降至0,能准确定位低阻异常体实际位置.

摘要： 为解决矿井瞬变电磁超前探测对异常体规模、位置解释精度低的问题,采用全波形反演法对波场反变换得到的虚拟波场数据进行速度分析,提出了瞬变电磁虚拟波场反演成像方法.针对掘进工作面前方的隐伏水害,分别采用三维数值模型、物理模拟和工程实例对方法进行了实用性和有效性验证.研究结果表明:该方法不仅对异常幅值大于30％的含水断层模型的两层电性界面反应明显,对异常幅值小于5％的充水巷道模型也具有相同精度的效果;此外,该方法可将矿井瞬变电磁超前探测的浅部盲区范围降至0,能准确定位低阻异常体实际位置.

摘要： 本发明提供了一种煤矿井下瞬变电磁仪去除电磁干扰信号的方法，本发明的方法所采用的煤矿井下瞬变电磁仪包括：高速ARM处理器、大容量存储器、高速16位ADC、接收电路和接收线圈组成；发射机为发射电路和发射线圈组成；接收机和发射机之间用通讯电缆连接，以实现同步控制。采用本发明所述的方法，可以迅速准确地去除电磁干扰，得到准确的二次场的观测值，来达到精确去除电磁干扰信号的目的。

摘要： 本发明给出了一种煤矿井下直流电法‑瞬变电磁综合探测仪及综合探测方法，包括发射机和接收机，所述的发射机包括发射波形产生电路、发射信号控制电路、发射线圈和发射供电装置，接收机包括接收信号调理电路、接收信号AD转换电路、接收线圈和接收电压装置；发射线圈和发射供电装置的输出端分别与发射波形产生电路的输入端相连，综合探测仪综合了瞬变电磁探测方式与直流电法探测方式，具备直流电法和瞬变电磁法的功能，检波器通过按某种极距的装置形式沿测线同步进行直流电法数据和瞬变电磁数据采集，对所采集的直流电法数据和瞬变电磁数据进行综合反演解释，解决了现有技术中探测仪对地层构造不敏感进而导致探测结果不准确的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种电性源矿井瞬变电磁方法，适用于矿井巷道内使用。首先在矿井巷道内布设长导线电性源，通过电极激发电磁场，在工作面另一侧巷道内布置电场传感器接收电磁场信号，进而对工作面富水区域进行探测；导线电性源为接触式电流源探测，有效减少巷道内金属干扰，提高探测的定向性，改善探测的准确率。其有效弥补小线圈发射的能量不足问题，改善全空间‘镜面效应’的多解性问题，通过接触式电流源探测的导线电性源，有效减少巷道内金属干扰，提高探测的定向性，改善探测的准确率。

摘要： 本发明涉及一种所述煤矿井下孔中多分量瞬变电磁法，所述方法中采用磁探头接收地质体产生的二次场，二次场通过接收信号调理电路放大后送到ADC做数模转换，然后给数据处理平台做反演计算。所述磁探头包括磁敏元件和低噪声运放电路，磁敏元件连接低噪声运放电路后再通过电缆连接到接收机的接收信号调理电路输入端。采用本发明所述的煤矿井下孔中多分量瞬变仪探头可以避免地质体外部的巷道、迎头、工作面上的电气设备运转时的人文干扰场；并且可以接收来自不同方位的二次场，从而可以更真实的反演地质体三维数据。

摘要： 本发明提供了一种煤矿井下瞬变电磁仪去除电磁干扰信号的方法，本发明的方法所采用的煤矿井下瞬变电磁仪包括：高速ARM处理器、大容量存储器、高速16位ADC、接收电路和接收线圈组成；发射机为发射电路和发射线圈组成；接收机和发射机之间用通讯电缆连接，以实现同步控制。采用本发明所述的方法，可以迅速准确地去除电磁干扰，得到准确的二次场的观测值，来达到精确去除电磁干扰信号的目的。

摘要： 本发明涉及一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，1)将发射线圈放置在测点位置，收发距设置为TR1，仪器数据采集得到一次场值

摘要： 本发明涉及一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，1)将发射线圈放置在测点位置，收发距设置为TR1，仪器数据采集得到一次场值

摘要： 本实用新型公开了一种矿井瞬变电磁法收发装置用辅助结构，包括木板，木板的顶部内凹设有凹槽，凹槽的一侧外边缘转动安装有若干转轴，转轴上转动连接有限位块的一端，限位块的另一端通过螺纹结构连接有螺栓，凹槽的另一侧外边缘贯穿设有若干限位孔；木板的底部四角固定连接有伸缩杆，伸缩杆的底端固定连接有滚轮，相邻的两个伸缩杆之间固定连接有支撑连杆，支撑连杆相对的一侧中部固定连接有螺纹连杆，螺纹连杆远离支撑连杆的一侧转动外套有握杆。本实用以方形木板为底架，采用箍圈直接将发射线圈和接收线圈固定在木板上，在数据采集过程中，线圈电缆不会因为施工而晃动，保证探测数据的准确性。

摘要： 本实用新型提供了一种矿井瞬变电磁法收发线框摆放角度定位辅助装置，包括多个节点；所述节点中有线框卡扣用于安装收发线框，线框卡扣固定于调节底座平台，调节底座平台底部通过旋脚螺旋安装多个支脚。本实用新型便于调整方向和位置，能够实现快速调平，操作方便；收发线框安装固定好后，现场摆放工作只需一人即可完成，大幅降低人工成本；采用激光光源，对探测结果的干扰极小，整体精准度得以大幅提高。

摘要： 本实用新型涉及一种基于矿井瞬变电磁法的线圈夹线器，包括支架、线圈和夹子；所述支架由两根相互平行的杆体组成，杆体的两端分别螺纹连接有夹子；所述线圈由夹子固定；所述夹子包括连接头、夹臂、复位弹簧、滑槽、轨道和滚轮；所述夹臂设有两个，它们连接于与连接头侧面的滑槽内，两个夹臂的端部设有能够相互咬合的防滑齿，复位弹簧安装于两个夹臂之间，该夹线器分别安装在两根杆体的两端，施工时只需将线圈放在两根夹子臂的中间位置，然后捏合两个夹子臂即可固定线圈。此方法代替了原有的胶带缠裹线圈，节省了大量胶带，并且材料简单，携带简便，精度高，在施工过程中实用性更强。